Електродіаліз - студопедія
Електродіалізом називають процес перенесення іонів через мембрану під дією прикладеного до неї електричного поля. Для очищення стічних вод методом електродіаліз використовують електрично активні іонітовие мембрани.
Зазначений процес використовують для опріснення солоних вод, а також очищення промислових стічних вод і відпрацьованих технологічних розчинів.
Іонітними мембрана, вміщена в електролізну ванну, діє як іонітний фільтр: вона проникна тільки для іонів, що мають заряд того ж знака, що і рухливі (обмінні) іони іонообмінної смоли, з яких виготовлена мембрана. Розрізняють два типи іонітових мембран: катіонітові і аніонітових. Перші з них пропускають через себе лише катіони, другі - аніони. Слід підкреслити, що іонітовие мембрани не потребують спеціальної регенерації. Основні властивості вітчизняних іонітових мембран представлені в табл. 5.1.
Основні властивості іонітових мембран
Іонообмінної ная ємність ммоль / г
Селектів- ність в розчині NaCl концентрації 0,1 моль / л
Електричне сопротів-, Ом / см 2
Міцність на розрив, МПа
МА-40 МА-100 А-4 РМА
0,94 0,97 0,93 0,96
МК-40 МК-100 К-2 РМК-10
0,4-0,7 0,3 0,6-0,7 0,3
0,96 0,97 0,96 0,86
Процес очищення стічних вод здійснюється в багатокамерних апаратах (Електродіалізатор), в яких плоскі мембрани розташовані паралельно (рис. 5.10, 5.11).
Процес електродіаліз здійснюється наступним чином. Катіони, рухаючись під дією електричного струму до катода, проходять катіонітові мембрани, але затримуються аніонітових мембранами. Аніонітових мембрани пропускають аніони, що прямують до анода, але є перешкодами для катіонів. В результаті протікання цього процесу солі переносяться струмом з парних камер в непарні, вода в парних камерах опріснюється, а в непарних розсолів камерах накопичуються солі. Так відбувається процес очищення води від присутніх в ній солей.
Мал. 5.10. Схема процесу електродіаліз (цифри в кружках - номери камер):
А - аніонітових мембрани; K - катіонітових мембрани; 1 - вихід газоподібного водню; 2 - подача стічної води; 3 - вихід газоподібних кисню і хлору; 4 - випуск знесоленої води; 5 - випуск концентрованого розсолу
Розрізняють електродіалізатори двох типів: прокладочні (Еду-50, ЕХО-М-5000 × 200, «Родник-3»), які мають горизонтальну вісь електричного поля і пропускну здатність 2-20 м 3 / ч, а також лабіринтового типу (Е 400М, Еду-2, Еду-1000, АЕ-25), що мають вертикальну вісь електричного поля (пропускна здатність 1-25 м 3 / ч).
Мал. 5.11. Схема циркуляційної електродіалізним установки безперервної дії: 1 - подача стічної води; 2 - робочі баки; 3 - бак для розсолу; 4 - випуск розсолу; 5 - випуск ділюата; 6 - електродіалізатор; 7 - подача рециркуляционного розсолу; 8 - насоси; 9 - подача суміші рециркуляционной і стічної води; 10 - випуск розсолу з Електродіалізатор; 11 - випуск знесоленої води
У практиці знесолення і очищення води застосовують такі типи установок: прямоточні, циркуляційні (порційні), циркуляційні безперервної дії і установки з апаратами, мають послідовну гідравлічну систему руху потоків в робочих камерах.
У циркуляційних електродіалізних установках безперервної дії (див. Рис. 5.11), частина стічної води безперервно змішується з частиною в повному обсязі знесоленої води (ділюата), проходить через електродіалізатор і направляється в резервуар очищеної води.
Розроблено електродіалізні методи регенерації хромової кислоти з відпрацьованих концентрованих розчинів і електролітів, виділення кислот (сірчаної, азотної, соляної, фосфорної і плавикової) з відпрацьованих травильних і полірувальних розчинів, їдкого лугу з відпрацьованих травильних розчинів. Зазначеним методом можливе виділення з стічних вод і ряду металів (Нпрімер, міді).